光學(xué)稀疏孔徑成像系統(tǒng)的成像特性研究.pdf

1、當(dāng)前人們對望遠(yuǎn)鏡空間分辨率的要求越來越高，而光學(xué)稀疏孔徑成像系統(tǒng)是實現(xiàn)高分辨率成像的有效手段，由于其等效直徑不受單個子系統(tǒng)口徑的限制，得到更為廣泛的關(guān)注。國外早于上世紀(jì)七十年代就開始研究光學(xué)稀疏孔徑系統(tǒng)成像的可能性及其相關(guān)技術(shù)，而我國對此項技術(shù)的研究從本世紀(jì)初才剛剛起步。本論文對光學(xué)稀疏孔徑成像系統(tǒng)的成像特性進(jìn)行了研究，并給出了部分關(guān)鍵技術(shù)的分析和討論。 本論文首先根據(jù)非相干光學(xué)成像理論，給出傳統(tǒng)單孔徑望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)的成像理論，指出

2、系統(tǒng)成像分辨率與其口徑成反比，從而引出稀疏孔徑成像系統(tǒng)。接著詳細(xì)討論了系統(tǒng)的成像過程和成像性能。和傳統(tǒng)望遠(yuǎn)鏡相比，光學(xué)稀疏孔徑系統(tǒng)所成的像是低對比度的模糊圖像。光學(xué)稀疏孔徑成像系統(tǒng)的等效直徑不受單個子系統(tǒng)口徑的限制，但系統(tǒng)成像必須滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計原則，即光束的壓縮比和子孔徑間距的壓縮比必須嚴(yán)格相等。論文給出系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)的計算。 論文給出了系統(tǒng)布陣的優(yōu)化原則，分析了環(huán)型、Y型和Golay系列等典型的稀疏孔徑陣列結(jié)構(gòu)，計算了這些陣列的最

3、大最小填充因子；提出和探討了復(fù)合孔徑陣列的結(jié)構(gòu)和性能。 共相技術(shù)是光學(xué)稀疏孔徑成像最為關(guān)鍵且最困難的技術(shù)，本論文還對影響共相的活塞誤差、傾斜誤差和光瞳匹配誤差進(jìn)行了分析和討論，給出計算機(jī)仿真計算結(jié)果，討論了活塞誤差和傾斜誤差對系統(tǒng)成像的影響。 由于系統(tǒng)成像是模糊圖像，需要進(jìn)行后繼圖像復(fù)原處理，論文討論了圖像頻域復(fù)原在光學(xué)稀疏孔徑成像系統(tǒng)中的應(yīng)用。通過計算機(jī)仿真，對比分析了維納濾波和約束最小二乘方的復(fù)原性能，并使用相關(guān)系數(shù)